JP2001255918A - 数値制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に高精度の指定におけるフェイスミル加工
の加工時間短縮を可能とする数値制御装置を得る。 【解決手段】 対話形式入力制御手段４ａは、往復加工
におけるコーナ部連結方法として、直線ブロック、直線
ブロックおよび直線ブロックとブロックをつなぐ直線連
結と、直線ブロック、円弧ブロックおよび直線ブロック
とブロックをつなぐ円弧連結と、直線連結と円弧連結と
の二つの連結方法から加工時間の短い方を使用する高速
連結と、から選択可能とし、解析手段５ａは、コーナ部
連結方法として高速連結が選択された場合には直線連結
による加工時間と円弧連結による加工時間とを演算し、
加工時間の短い連結方法を選択して加工経路を作成する
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、工作機械の駆動
制御を行う数値制御装置（以下、ＮＣ装置と記す）に関
し、特に対話型自動プログラミングによるプログラム入
力により加工経路を作成するＮＣ装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ＮＣ装置を搭載した工作機械（以下、Ｎ
Ｃ工作機械と記す）においては、決められた符号を使用
して、補間指令、位置指令、速度指令などの情報を基に
作成した加工プログラムを実行することにより、ワーク
を所望の形状に加工するが、この加工プログラムを作成
する作業は面倒であり、またプログラミングの専門的知
識や数学的知識が必要とされるため、オペレータの負担
となっていた。オペレータのプログラミングの負担を軽
減するために、オペレータが画面に表示される質問に対
して対話形式で、ワーク形状、加工形状、加工パターン
などの加工条件を入力していくことにより、自動的に加
工プログラムを作成することができる自動プログラミン
グ機能を備えたＮＣ装置がある。

【０００３】図７は従来例としての自動プログラミング
機能を備えたＮＣ装置の全体構成図である。図におい
て、１０はＮＣ装置を構成する制御ユニット、１１は制
御ユニット１０の指令によりモータ（図示せず）を駆動
制御するモータ制御手段、１２は制御ユニット１０とモ
ータ制御手段１１間のデータを送受信するためのインタ
ーフェイス、１３は加工経路および加工時間等の加工デ
ータを画面表示する表示手段、１４はキースイッチ、表
示手段１３の画面上に表示されるメニューキーなどから
なる入力手段である。

【０００４】また、２１は制御ユニット１０の全体を制
御するメインＣＰＵ、２２はメインＣＰＵ２１の演算を
補助する演算素子、２３は表示手段１３に表示する対話
形式の入力項目を制御し、入力データに対応して入力項
目の表示およびオペレータに対する対話形式の質問内容
を更新する対話形式入力制御手段、２４は対話形式入力
制御手段２３の制御する入力項目に対応して入力された
入力データを解析し、加工経路および加工時間等の加工
データを作成する解析手段、２５は解析手段２４により
作成された加工データを格納する加工データ格納手段で
ある。

【０００５】自動プログラミング機能を利用した加工デ
ータの作成方法について説明する。先ずオペレータは、
入力手段１４を操作して表示手段１３に自動プログラミ
ング用の対話形式プログラム入力画面を呼び出し、この
プログラム入力画面に質問形式で表示されるガイダンス
に従って、対話形式で基準点Ｘ、基準点Ｙ、横辺長さ、
縦辺長さ、穴個数（旋盤においては、基準点Ｘ、基準点
Ｚ、外径寸法、内径寸法、長さ）、送り速度、回転速度
などの各種データを入力する。解析手段２４が、対話形
式プログラム入力画面で入力された各種データを解析
し、加工データを作成する。また、その解析結果を表示
手段１３の形状描画領域（図示せず）に、加工データの
実行形状として描画し、さらに実際の加工を行った場合
に要する加工時間を表示する。

【０００６】上述のように、オペレータは自動プログラ
ミング機能を利用して、対話形式プログラム入力画面に
表示される質問に対して対話形式で各種データを入力す
ることにより、自動的に加工データを作成することがで
きる。

【０００７】上述では、解析手段２４は、対話形式プロ
グラム入力画面で入力された各種データを解析して加工
データを作成し、加工データ格納手段２５は解析手段２
４により作成された加工データを格納する例を示した
が、作成した加工データを他のＮＣ装置で使用する場合
には、解析手段２４はさらに加工プログラムを作成し、
加工データ格納手段２５は作成した加工プログラムを格
納する。

【０００８】図８は、従来例としてのＮＣ装置において
表示手段１３の形状描画領域に表示される加工プログラ
ムの実行形状として描画図で、往復加工としてのフェイ
スミル加工の工具経路を示したものである。図におい
て、３０はワーク、３１ｂは工具経路、３２は工具形状
である。また、Ａ１，Ａ２，Ｂ３は１ブロックの工具経
路であり、直線補間Ｇ１の移動となる。また、Ｌ１０は
長手方向の工具経路であるブロックＡ１，Ａ２でワーク
３０外となる寸法（ただし、片側分）、Ｌ１１は工具の
半径寸法、Ｌ１２はワーク３０端面と工具形状３２のワ
ーク側位置との寸法、Ｌ１３は工具径の中心と工具経路
のブロックＢ３までの寸法である。

【０００９】図９は従来のＮＣ装置において自動プログ
ラミング機能を使用して作成されたフェイスミル加工の
工具経路の動作を示す図で、（ａ）は通常加工時の速度
変化パターン、（ｂ）は高精度加工の指定がある場合
（以下、高精度フェイスミル加工と記す）の速度変化パ
ターンを示すものである。図において、Ｆは速度軸、Ｆ
０は指令速度（ｍｍ／ｍｉｎ）、Ｖ０は高精度フェイス
ミル加工の場合に次ブロックを開始する速度となる最適
コーナ減速速度（ｍｍ／ｍｉｎ）、Ｔは時間軸、Ｔ１は
切削送り時定数（ｍｉｎ）、ΔＴは通常加工時における
次ブロックの開始時間に対して高精度フェイスミル加工
時における次ブロックの開始時間の遅れ（ｍｉｎ）であ
る。また、Ａ１，Ａ２，Ｂ３は図８に示した工具経路に
おけるブロックと同様のものである。また、ｎ１はブロ
ックＡ１の指令が終わった時点、ｎ２はブロックＡ１の
指令終了後の減速処理で最適コーナ減速速度Ｖ０になっ
た時点、ｎ３はブロックＢ３の開始時点である。

【００１０】従来の自動プログラミングにおいて、フェ
イスミル加工は一律に直線補間Ｇ１による工具経路とし
て設定され、通常加工時は図（ａ）に示すように、ブロ
ックＡ１の指令が終わった時点ｎ１（続いて残距離処理
のための減速を開始）で、次ブロックであるブロックＢ
３の指令を開始していた。ブロックＡ１の指令が終わっ
た時点ｎ１でブロックＢ３の指令を開始した場合には、
切削途中である時点ｎ１以降ブロックＡ１の指令による
移動にブロックＢ３の指令による移動が加算されるため
に、加工方向が変化することになる。ところが、高精度
フェイスミル加工の場合は、精度を維持するためには工
具がワーク上にある場合は加工方向を一定に保つ必要が
あり、図（ｂ）に示すように、ブロックＡ１の指令が終
わった時点ｎ１でなく、減速処理を実行して最適コーナ
減速速度Ｖ０になった（工具がワーク上から離れた）時
点ｎ２で次ブロックであるブロックＢ３の指令を開始し
ていた。例えば、図８のブロックＡ１においては、Ｌ１
２≧０となった時点以降にブロックＢ３の指令を開始
し、ブロックＡ２の移動においては工具がワーク３０上
に入る前に、ブロックＢ３方向の移動は完了しているも
のとする。このため、高精度フェイスミル加工の場合に
は、通常のフェイスミル加工の場合と比較して、ブロッ
クの繋ぎ目において次ブロックの開始時間にΔＴの遅れ
が生じていた。

【００１１】ここで、最適コーナ減速速度Ｖ０（ｍｍ／
ｍｉｎ）は減速処理を実行してＬ１２≧０となった時点
における速度であり、Ｌ１２≧０となった時点における
寸法Ｌ１３（ｍｍ）、指令速度をＦ０（ｍｍ／ｍｉ
ｎ）、切削送り時定数をＴ１（ｍｉｎ）とすると、Ｌ１
３＝（Ｖ０／２）×（（Ｔ１／Ｆ０）×Ｖ０）となるこ
とから、最適コーナ減速速度Ｖ０（ｍｍ／ｍｉｎ）は、
式（１）として算出される。 Ｖ０＝（２×Ｌ１３×（Ｆ０／Ｔ１））^1/2 …・・式（１） と表わすことができる。また、高精度フェイスミル加工
における次ブロックの開始時間の遅れΔＴ（ｍｉｎ）
は、指令速度Ｆ０（ｍｍ／ｍｉｎ）および切削送り時定
数Ｔ１（ｍｉｎ）から、Ｆ０／Ｔ１として求められる加
減速度（傾き）をａ（ｍｍ／ｍｉｎ×ｍｉｎ）とする
と、式（２）として算出される。 ΔＴ＝（Ｆ０−Ｖ０）／（Ｆ０／Ｔ１） ＝（Ｆ０−Ｖ０）／ａ …・・式（２）

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の自動プログラミ
ングにおいてフェイスミル加工は、図８に示すように切
削部、非切削部にかかわらず一律に直線補間Ｇ１による
工具経路として設定し、さらに高精度フェイスミル加工
では、次ブロックの開始を一律に最適コーナ減速速度Ｖ
０になった時点としていたので、加工時間が一層長くな
ってしまうという問題点があった。

【００１３】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、特に高精度フェイスミル加工の
加工時間短縮を可能とするＮＣ装置を得ることを目的と
する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係る数値制御
装置は、所望のワーク形状の図面寸法、加工速度などの
入力項目を対話形式で画面に表示する表示手段と、この
表示手段に表示する対話形式の入力項目を制御する対話
形式入力制御手段と、前記表示手段に表示された入力項
目にデータ入力する入力手段と、この入力された入力デ
ータを解析し、加工経路および加工時間等の加工データ
を作成する解析手段と、を有し、オペレータが前記表示
手段の画面に表示される入力項目に対して対話形式でデ
ータ入力することにより加工プログラムを作成する自動
プログラミング機能を備えた数値制御装置において、前
記解析手段は、高精度往復加工におけるコーナ部連結方
法として、直線ブロックと直線ブロックとでブロックを
つなぐ直線連結の場合の加工時間と、直線ブロックと円
弧ブロックとでブロックをつなぐ円弧連結の場合の加工
時間と、を演算比較して、加工時間の短い方のコーナ部
連結方法により加工経路を作成するようにしたものであ
る。

【００１５】また、この発明に係る数値制御装置は、前
記対話形式入力制御手段は、往復加工におけるコーナ部
連結方法として、前記直線連結と、前記円弧連結と、前
記直線連結および前記円弧連結の二つの連結方法から加
工時間の短い方を使用する高速選択と、から選択指定可
能とし、前記解析手段は、高精度往復加工におけるコー
ナ部連結方法として高速選択が指定された場合には直線
連結による加工時間と円弧連結による加工時間とを演算
し、加工時間の短い連結方法を選択して加工経路を作成
するようにしたものである。

【００１６】また、この発明に係る数値制御装置は、所
望のワーク形状の図面寸法、加工速度などの入力項目を
対話形式で画面に表示する表示手段と、この表示手段に
表示する対話形式の入力項目を制御する対話形式入力制
御手段と、前記表示手段に表示された入力項目にデータ
入力する入力手段と、この入力された入力データを解析
し、加工経路および加工時間等の加工データを作成する
解析手段と、を有し、オペレータが前記表示手段の画面
に表示される入力項目に対して対話形式でデータ入力す
ることにより加工プログラムを作成する自動プログラミ
ング機能を備えた数値制御装置において、前記対話形式
入力制御手段は、高精度往復加工におけるコーナ部連結
方法として、直線ブロックと直線ブロックとでブロック
をつなぐ直線連結と、直線ブロックと円弧ブロックとで
ブロックをつなぐ円弧連結と、前記直線連結および前記
円弧連結の二つの連結方法の加工時間を演算させる高速
選択と、から選択指定可能とし、前記解析手段は、往復
加工におけるコーナ部連結方法として高速選択が指定さ
れた場合には直線連結による加工時間と円弧連結による
加工時間とを演算し、前記表示手段に直線連結による加
工時間と円弧連結による加工時間とを表示するようにし
たものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１に係る自動プログラミング機能を備えたＮ
Ｃ装置の全体構成図である。図において、１１、１２は
従来例と同様であり、その説明を省略する。１ａはＮＣ
装置を構成する制御ユニット、２ａは制御ユニット１ａ
の全体を制御するメインＣＰＵ、３ａはメインＣＰＵ２
ａの演算を補助する演算素子である。また、４ａは表示
手段７ａに表示する対話形式の入力項目を制御し、入力
データに対応して入力項目の表示およびオペレータに対
する対話形式の質問内容を更新する対話形式入力制御手
段、５ａは対話形式入力制御手段４ａの制御する入力項
目に対応して入力された入力データを解析し、加工経路
および加工時間等の加工データを作成する解析手段、６
ａは解析手段５ａにより作成された加工データを格納す
る加工データ格納手段、７ａは所望のワーク形状の図面
寸法、加工速度などの入力項目の表示または加工経路お
よび加工時間等の加工データの表示をする表示手段、８
ａはキースイッチ、表示手段７ａの画面上に表示される
メニューキーなどからなる入力手段である。

【００１８】対話形式入力制御手段４ａでは、フェイス
ミル加工におけるコーナ部連結方法として、従来の直線
ブロック（Ａ１）→直線ブロック（Ｂ３）→直線ブロッ
ク（Ａ２）とブロックをつなぐ直線連結（画面Ａでは下
段にメニュー「直線」と表示）の他に、直線ブロック
（Ａ１）→円弧ブロック（Ｂ１）→直線ブロック（Ａ
２）とブロックをつなぐ円弧連結（画面Ａでは下段にメ
ニュー「円弧」と表示）を追加するとともに、高精度フ
ェイスミル加工の場合において直線連結の加工時間と円
弧連結の加工時間との短い方を選択する高速・高精度
（画面Ａでは下段にメニュー「高速」と表示）を追加し
た。

【００１９】図２はこの発明の実施の形態１に係るＮＣ
装置におけるフェイスミル加工の円弧連結の工具経路を
示した図で、（ａ）は円弧連結の工具経路、（ｂ）は往
復加工のＸ軸方向の寸法、Ｙ軸方向の寸法（ピッチ）、
コーナー数など加工条件の一部を示したもの、（ｃ）は
高精度直線連結（高精度フェイスミル加工の場合で、最
適コーナ減速速度Ｖ０の確認後、次ブロックを開始する
直線連結）の加工時間と円弧連結の加工時間との比較表
の１例である。図２（ａ）において、３０はワーク、３
１ａは工具経路、Ａ１，Ａ２，Ｂ１は１ブロックの工具
経路であり、Ａ１，Ａ２は直線補間Ｇ１の移動、Ｂ１は
円弧補間Ｇ３の移動である。オペレータが対話形式入力
制御手段４ａを利用して、フェイスミル加工を選択し、
コーナ部連結方法として「円弧」を選択した場合（図１
の画面Ａ）、解析手段５ａは、図２（ａ）に示すように
繋ぎの箇所に半円を挿入し、円弧連結（直線補間Ｇ１→
円弧補間Ｇ３→直線補間Ｇ１）の加工経路を作成し、加
工データ格納手段６ａへ作成したデータを格納する。図
２（ａ）における円弧は加工方向が反時計方向であり円
弧補間Ｇ３としたが、円弧の加工方向が時計方向の場合
には円弧補間Ｇ２となる。

【００２０】図２（ｂ）において、形状ＡはＸ軸方向の
寸法５００ｍｍ、ピッチ（Ｙ軸方向の寸法）１００ｍｍ
でコーナ数６個の加工、形状ＢはＸ軸方向の寸法５００
ｍｍ、ピッチ（Ｙ軸方向の寸法）５０ｍｍでコーナ数１
４個の加工である。図２（ｃ）において、Ｆは送り速度
（ｍｍ／ｍｉｎ）、ｔＧ１は高精度直線連結における加
工経路の加工時間、ｔＧ２は円弧連結における加工経路
の加工時間である。

【００２１】図２（ｃ）の比較表において、高精度直線
連結時の加工時間ｔＧ１と円弧連結時の加工時間ｔＧ２
とを比較する。Ｆ＝３０００ｍｍ／ｍｉｎの場合は、形
状Ａ，Ｂとも、ｔＧ１＜ｔＧ２。Ｆ＝８０００ｍｍ／ｍ
ｉｎの場合は、形状ＡではｔＧ１＜ｔＧ２、形状Ｂでは
ｔＧ１＞ｔＧ２。Ｆ＝２００００ｍｍ／ｍｉｎの場合
は、形状Ａ，Ｂとも、ｔＧ１＞ｔＧ２。上述のように、
ｔＧ１とｔＧ２の大小関係は加工条件により異なってい
る。

【００２２】図３は、この発明の一実施の形態１に係る
ＮＣ装置において高精度フェイスミル加工の場合に選択
する加工経路を示した図で、（ａ）は直線連結による加
工経路、（ｂ）は円弧連結による加工経路である。図に
おいて、Ｌ０はＸ軸方向の寸法、Ｌ１はＹ軸方向の寸
法、Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は１ブロックの工具経路、
Ｃ１，Ｃ２，Ｄ１，Ｄ２はブロックの継ぎ目となるコー
ナ部である。また、Ｔａは高精度直線連結時の連結単位
加工時間、Ｔｂは円弧連結時の連結単位加工時間であ
る。

【００２３】ここで、高精度フェイスミル加工の場合に
おいて、高精度直線連結による加工経路（ａ）における
加工時間と円弧連結による加工経路（ｂ）における加工
時間とを比較する。往復加工としてのフェイスミル加工
の工具経路において、直線連結による加工経路（ａ）は
ブロックＡ１，ブロックＢ２とブロックＡ２の繰返し、
また円弧連結による加工経路（ｂ）はブロックＡ１，ブ
ロックＢ１とブロックＡ２の繰返しとなることから、ブ
ロックＢ２の前後のブロックＡ１，Ａ２を含む２連結
（コーナ部Ｃ１，Ｃ２）の寸法（ブロックＡ１の指令の
１／２、ブロックＢ２の指令、ブロックＡ２の指令の１
／２）を移動する時間を連結単位加工時間Ｔａ、ブロッ
クＢ１の前後のブロックＡ１，Ａ２を含む２連結（コー
ナ部Ｄ１，Ｄ２）の寸法（ブロックＡ１の指令の１／
２、ブロックＢ１の指令、ブロックＡ２の指令の１／
２）を移動する時間を連結単位加工時間Ｔｂとし、この
高精度直線連結時の連結単位加工時間Ｔａと円弧連結時
の連結単位加工時間Ｔｂとの比較により、高精度直線連
結または円弧連結と連結方式の差異による加工時間の長
短を検討する。

【００２４】高精度直線連結時の連結単位加工時間Ｔａ
は、式（３）で表わされる。 Ｔａ＝（Ｌ０−（Ｆ０／ａ）×（Ｆ０／２）×２）／（２×Ｆ０） ＋（Ｆ０−Ｖ０）／ａ ＋Ｆ０／ａ ＋（Ｌ１−（Ｆ０／ａ）×（Ｆ０／２）×２）／Ｆ０ ＋（Ｆ０−Ｖ０）／ａ ＋Ｆ０／ａ ＋（Ｌ０−（Ｆ０／ａ）×（Ｆ０／２）×２）／（２×Ｆ０） ＝（Ｌ０＋Ｌ１）／Ｆ０＋２×（Ｆ０−Ｖ０）／ａ …・・式（３） また、円弧連結時の連結単位加工時間Ｔｂは式（４）と
なる。 Ｔｂ＝Ｌ０／（２×Ｆ０）＋（π×Ｌ１／２）／Ｆ０＋Ｌ０／（２×Ｆ０） ＝Ｌ０／Ｆ０＋（π×Ｌ１／２）／Ｆ０ …・・式（４） ただし、Ｌ１はコーナ部Ｃ１，Ｃ２間の寸法またはコー
ナ部Ｄ１，Ｄ２間の寸法としての切削幅、Ｆ０は指令速
度（ｍｍ／ｍｉｎ）、Ｖ０は最適コーナ減速速度（ｍ／
ｔ）である。また、ａは指令速度Ｆ０（ｍｍ／ｍｉｎ）
および切削送り時定数Ｔ１（ｍｉｎ）から、ａ＝Ｆ０／
Ｔ１で求められる加減速度（傾き）（ｍｍ／ｍｉｎ×ｍ
ｉｎ）である。また、上記式（３）中において、（Ｆ０
−Ｖ０）／ａは、従来例として上述の図９で高精度フェ
イスミル加工時における次ブロックの開始時間の遅れΔ
Ｔ（ΔＴ＝（Ｆ０−Ｖ０）／ａ…・・式（２））に相当
するものである。

【００２５】図４はこの発明の実施の形態１に係るＮＣ
装置の解析手段５ａにおいて、フェイスミル加工で高速
・高精度加工を自動判別するフローチャートを示す図で
ある。ＮＣ装置が加工データを作成しながら、フェイス
ミル加工で高速・高精度の連結方法を自動判別する手順
について説明する。

【００２６】先ず、解析手段５ａは、ステップＳ１で加
工条件が高精度となっている否かを判断する。加工条件
が高精度でない場合、ステップＳ２で通常加工の直線連
結を選択する。また、加工条件が高精度であっても、オ
ペレータがコーナ部連結方法として直線連結または円弧
連結を選択した（図１の画面Ａで「直線」または「円
弧」を選択した）場合には、選択されたコーナ部連結方
法を使用する。

【００２７】加工条件が高精度であり、オペレータがコ
ーナ部連結方法として「高速」（高速・高精度加工）を
選択した場合、解析手段５ａは、以下に記す手順により
直線連結による加工時間と円弧連結による加工時間とを
演算し、加工時間の短い連結方法を選択する。

【００２８】ステップＳ３で指令速度とあらかじめ定め
ておいた速度下限の閾値とを比較する。指令速度が速度
下限の閾値より小さい場合は、ステップＳ４で高精度直
線連結（最適コーナ減速速度Ｖ０の確認後、次ブロック
を開始する）を選択する。指令速度が速度下限の閾値よ
り大きい場合は、続いてステップＳ５で連結の個数を算
出し、ステップＳ６で連結の個数とあらかじめ定めてお
いた連結数の閾値と比較する。連結の個数が連結数の閾
値より少ない場合、ステップＳ４で高精度直線連結を選
択する。上述のステップＳ３およびステップＳ６は、例
えば、図２に示すように送り速度Ｆ＝３０００ｍｍ／ｍ
ｉｎの場合には、他の加工条件にかかわらず、ｔＧ１
（高精度直線連結時の加工時間）＜ｔＧ２（円弧連結時
の加工時間）であり、また、送り速度Ｆ＝３０００ｍｍ
／ｍｉｎを越えていても送り速度Ｆ＝８０００ｍｍ／ｍ
ｉｎでコーナー数６（連結数３）の場合には、ｔＧ１
（高精度直線連結時の加工時間）＜ｔＧ２（円弧連結時
の加工時間）と、あらかじめ加工時間の長短がわかって
いる場合には、連結方法による加工時間の比較演算を省
略するようにしたものである。

【００２９】連結の個数が連結数の閾値より多い場合
は、ステップＳ７で切削幅前後の２個の連結による加工
時間を算出する。ここで、上述の式（３）により高精度
直線連結時の連結単位加工時間Ｔａを、また上述の式
（４）により円弧連結時の連結単位加工時間Ｔｂを算出
する。

【００３０】ステップＳ８で、高精度直線連結時の連結
単位加工時間Ｔａと円弧連結時の連結単位加工時間Ｔｂ
とを比較する。Ｔａ＜Ｔｂの場合には、ステップＳ４で
高精度直線連結を選択する。また、Ｔａ＞Ｔｂの場合に
は、ステップＳ９で円弧連結を選択する。

【００３１】ステップＳ１０で、上述のステップＳ２
（直線連結）、ステップＳ４（高精度直線連結）または
ステップＳ９（円弧連結）で選択された連結方法による
ツールパスデータおよび加工時間（高精度直線連結の場
合には加工時間ｔＧ１、円弧連結時の場合には加工時間
ｔＧ２）を作成する。

【００３２】上述のように解析手段５ａが、高速・高精
度加工として選択した連結方法で作成した加工データに
より、表示手段７ａで工具経路を画面表示することによ
り、選択された連結方法を含め工具経路を確認すること
ができる。

【００３３】上述のように高精度直線連結時の連結単位
加工時間Ｔａおよび円弧連結時の連結単位加工時間Ｔｂ
は、 Ｔａ＝（Ｌ０＋Ｌ１）／Ｆ０＋２×（Ｆ０−Ｖ０）／ａ …・・式（３）、 Ｔｂ＝Ｌ０／Ｆ０＋（π×Ｌ１／２）／Ｆ０ …・・式（４）、 と表わされ、指令速度Ｆ０（ｍｍ／ｍｉｎ）、最適コー
ナ減速速度Ｖ０（ｍｍ／ｍｉｎ）、加減速度（傾き）ａ
（ｍｍ／ｍｉｎ＊ｍｉｎ）、切削幅Ｌ１という加工条件
に関する４個の変数が含まれている。このため、図２に
示したように、加工条件により高精度直線連結時の連結
単位加工時間Ｔａと円弧連結時の連結単位加工時間Ｔｂ
との長短は異なることになる。実施の形態１では、フェ
イスミル加工で高精度加工の指定がある場合において、
解析手段５ａにより高精度直線連結時および円弧連結時
の加工時間を演算・比較し、高速・高精度加工となるコ
ーナ部の連結方法を自動選択するようにしたものであ
る。

【００３４】実施の形態２．図５はこの発明の実施の形
態２に係る自動プログラミング機能を備えたＮＣ装置の
全体構成図である。図において、１１、１２は従来例と
同様であり、その説明を省略する。１ｂはＮＣ装置を構
成する制御ユニット、２ｂは制御ユニット１ｂの全体を
制御するメインＣＰＵ、３ｂはメインＣＰＵ２ｂの演算
を補助する演算素子である。また、４ｂは表示手段７ｂ
に表示する対話形式の入力項目を制御し、入力データに
対応して入力項目の表示およびオペレータに対する対話
形式の質問内容を更新する対話形式入力制御手段、５ｂ
は対話形式入力制御手段４ｂにより対話形式で入力され
た入力データを解析し、加工経路および加工時間等の加
工データを作成する解析手段、６ｂは解析手段５ｂによ
り作成された加工データを格納する加工データ格納手
段、７ｂは所望のワーク形状の図面寸法、加工速度など
の入力項目の表示または加工経路および加工時間等の加
工データの表示をする表示手段、８ｂはキースイッチ、
表示手段７ｂの画面上に表示されるメニューキーなどか
らなる入力手段である。

【００３５】また、画面Ｂは表示手段７ｂに表示される
画面で、フェイスミル加工におけるコーナ部連結方法と
して、「直線」（直線ブロック、直線ブロックおよび直
線ブロックとブロックをつなぐ直線連結）、「円弧」
（直線ブロック、円弧ブロックおよび直線ブロックとブ
ロックをつなぐ円弧連結）または「時間演算」から、オ
ペレータが選択できるようにした。ここで、「時間演
算」は直線連結（ただし、高精度加工の指定）の場合の
加工時間および円弧連結の場合の加工時間の演算をさせ
るためのメニューである。また、画面Ｅは画面Ｂで「時
間演算」を選択して、直線連結（ただし、高精度加工の
指定）の場合の加工時間および円弧連結の場合の加工時
間の演算結果を確認後、フェイスミル加工におけるコー
ナ部の連結方法として直線連結または円弧連結かをオペ
レータが選択する画面である。

【００３６】また、画面Ｃ、画面Ｄは解析手段５ｂが作
成した加工経路および加工時間等の加工データを表示し
たもので、画面Ｃはコーナ部の連結方法として直線連結
を選択した場合の表示画面、画面Ｄはコーナ部の連結方
法として円弧連結を選択した場合の表示画面である。

【００３７】図６はこの発明の実施の形態２に係るＮＣ
装置において、高精度フェイスミル加工で高速なコーナ
部連結方法を自動選択するフローチャートを示す図であ
る。ステップＳ２１で解析手段５ｂは、オペレータが、
画面Ｂでコーナ部の連結方法として「時間演算」を選択
して各種データを入力したかチェックする。「時間演
算」が選択されている場合、ステップＳ２２で先ず高精
度直線連結のツールパスデータ（工具経路、加工時間な
ど）を作成し（ここで、高精度直線連結時の加工時間と
しては、式（３）の連結単位加工時間Ｔａを使用す
る）、ステップＳ２３で算出された加工時間を加工デー
タ格納手段６ｂに格納する。

【００３８】続いて、ステップＳ２４で円弧連結による
工具経路データおよび加工時間を作成し（ここで、円弧
連結時の加工時間としては、式（４）の連結単位加工時
間Ｔｂを使用する）、ステップＳ２５で算出された加工
時間を加工データ格納手段６ｂに格納する。

【００３９】メインＣＰＵ２ｂはステップＳ２６で、加
工データ格納手段６ｂに格納された高精度直線連結時の
加工時間と円弧連結時の加工時間とを比較し、ステップ
Ｓ２７で加工時間が短い方の連結方法を選択する。

【００４０】上述のステップＳ２６、ステップＳ２７で
はメインＣＰＵ２ｂが、高精度直線連結時の加工時間と
円弧連結時の加工時間とを比較し、加工時間が短い方の
連結方法を自動選択する例を示したが、ここでオペレー
タが、画面Ｃおよび画面Ｄで高精度直線連結時の加工時
間と円弧連結時の加工時間とを確認し、画面Ｅを使用し
て、フェイスミル加工におけるコーナ部連結方法として
「直線」（直線連結）または「円弧」（円弧連結）かを
選択するようにしてもよい。

【００４１】高精度直線連結時の加工時間の方が短い場
合は、ステップＳ２８で高精度直線連結による工具経路
データおよび加工時間を再度作成する。また、円弧連結
時の加工時間の方が短い場合は、ステップＳ２９で円弧
連結による工具経路データおよび加工時間を再度作成す
る。

【００４２】ステップＳ２１の判定で、オペレータが画
面Ｂでコーナ部連結方法として「直線」または「円弧」
を選択して各種データを入力した場合、解析手段５ｂは
指定された直線連結または円弧連結により、ツールパス
データ（工具経路、加工時間など）を作成し、ステップ
Ｓ３０で、表示手段７ｂで工具経路データを表示する。

【００４３】上述では、フェイスミル加工におけるコー
ナ部連結方法の入力画面として、１回目を「直線」（直
線連結）、「円弧」（円弧連結）または「時間演算」か
ら選択する画面Ｂ、２回目は高速・高精度加工となるコ
ーナ部連結方法が決まったものとして、「直線」（直線
連結）、「円弧」（円弧連結）から選択する画面Ｅを表
示する例を示したが、フェイスミル加工におけるコーナ
部連結方法の入力画面として画面Ｂだけとしておき、２
回目以降に加工条件（Ｆ０：指令速度（ｍｍ／ｍｉ
ｎ）、Ｖ０：最適コーナ減速速度（ｍｍ／ｍｉｎ）、
ａ：加減速度（傾き）（ｍｍ／ｍｉｎ＊ｍｉｎ）、Ｌ
１：移動距離（ｍｍ）、など）を変更して入力可能とし
て、高速・高精度加工となるコーナ部連結方法を確認し
直すようにしてもよい。この場合には、図６のフローチ
ャートにおいて、画面Ｂで「直線」（直線連結）または
「円弧」（円弧連結）が選択されるまで、高速・高精度
加工となるコーナ部の連結方法を確定していないとし
て、ステップＳ２２〜ステップＳ２６を実行する。

【００４４】上述の実施の形態１は、オペレータがコー
ナ部連結方法として高速連結を選択した（図１の画面Ａ
で「高速」を選択）場合に、高精度直線連結による加工
時間と円弧連結による加工時間とを演算し、加工時間の
短いコーナ部連結方法を自動選択したのに対し、この実
施の形態２は、オペレータがコーナ部連結方法として高
速連結を選択した（図５の画面Ｂで「時間演算」を選
択）場合に、高精度直線連結による加工時間と円弧連結
による加工時間とを演算し、表示手段に高精度直線連結
による加工時間と円弧連結による加工時間とを表示する
ようにしたものである。

【００４５】上述のフェイスミル加工におけるコーナ部
連結方法の入力画面において、円弧連結時の加工時間と
高精度直線連結時の加工時間とを演算比較させるための
メニュー表示として、実施の形態２の画面Ｂ（図５）で
は「時間演算」、また実施の形態１の画面Ａ（図１）で
は、「高速」（高速・高精度加工となるコーナ部連結方
法を自動選択）と、説明上異なった表示としたが、必ず
しも表示を変えなくともよい。

【００４６】上述では、フェイスミル加工の例で説明し
たが、シフトさせながら往復加工する用途への適用も可
能である。

【００４７】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００４８】この発明に係る数値制御装置は、所望のワ
ーク形状の図面寸法、加工速度などの入力項目を対話形
式で画面に表示する表示手段と、この表示手段に表示す
る対話形式の入力項目を制御する対話形式入力制御手段
と、前記表示手段に表示された入力項目にデータ入力す
る入力手段と、この入力された入力データを解析し、加
工経路および加工時間等の加工データを作成する解析手
段と、を有し、オペレータが前記表示手段の画面に表示
される入力項目に対して対話形式でデータ入力すること
により加工プログラムを作成する自動プログラミング機
能を備えた数値制御装置において、前記解析手段は、高
精度往復加工におけるコーナ部連結方法として、直線ブ
ロックと直線ブロックとでブロックをつなぐ直線連結の
場合の加工時間と、直線ブロックと円弧ブロックとでブ
ロックをつなぐ円弧連結の場合の加工時間と、を演算比
較して、加工時間の短い方のコーナ部連結方法により加
工経路を作成するようにしたので、高精度の往復加工に
おいてコーナ部連結方法として円弧連結が使用可能とな
るとともに、加工時間が短いコーナ部連結方法で加工す
ることができる。

【００４９】また、前記対話形式入力制御手段は、往復
加工におけるコーナ部連結方法として、前記直線連結
と、前記円弧連結と、前記直線連結および前記円弧連結
の二つの連結方法から加工時間の短い方を使用する高速
選択と、から選択指定可能とし、前記解析手段は、高精
度往復加工におけるコーナ部連結方法として高速選択が
指定された場合には直線連結による加工時間と円弧連結
による加工時間とを演算し、加工時間の短い連結方法を
選択して加工経路を作成するようにしたので、高精度の
往復加工においてコーナ部連結方法として円弧連結が使
用可能となるとともに、加工時間が短いコーナ部連結方
法を容易に選択できる。

【００５０】また、この発明に係る数値制御装置は、所
望のワーク形状の図面寸法、加工速度などの入力項目を
対話形式で画面に表示する表示手段と、この表示手段に
表示する対話形式の入力項目を制御する対話形式入力制
御手段と、前記表示手段に表示された入力項目にデータ
入力する入力手段と、この入力された入力データを解析
し、加工経路および加工時間等の加工データを作成する
解析手段と、を有し、オペレータが前記表示手段の画面
に表示される入力項目に対して対話形式でデータ入力す
ることにより加工プログラムを作成する自動プログラミ
ング機能を備えた数値制御装置において、前記対話形式
入力制御手段は、高精度往復加工におけるコーナ部連結
方法として、直線ブロックと直線ブロックとでブロック
をつなぐ直線連結と、直線ブロックと円弧ブロックとで
ブロックをつなぐ円弧連結と、前記直線連結および前記
円弧連結の二つの連結方法の加工時間を演算させる高速
選択と、から選択指定可能とし、前記解析手段は、往復
加工におけるコーナ部連結方法として高速選択が指定さ
れた場合には直線連結による加工時間と円弧連結による
加工時間とを演算し、前記表示手段に直線連結による加
工時間と円弧連結による加工時間とを表示するようにし
たので、高精度の往復加工においてコーナ部連結方法と
して円弧連結が使用可能となるとともに、直線連結およ
び円弧連結による加工時間の比較検討が容易となり、加
工条件を変更して加工時間短縮の検討が容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る自動プログラ
ミング機能を備えたＮＣ装置の全体構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態１に係るＮＣ装置にお
けるフェイスミル加工の円弧連結の工具経路を示した図
である。

【図３】 この発明の一実施の形態１に係るＮＣ装置に
おいてフェイスミル加工で高精度加工の指定がある場合
に選択する加工経路を示した図である。

【図４】 この発明の実施の形態１に係るＮＣ装置の解
析手段５ａにおいて、フェイスミル加工で高速・高精度
加工を自動判別するフローチャートを示す図である。

【図５】 この発明の実施の形態２に係る自動プログラ
ミング機能を備えたＮＣ装置の全体構成図である。

【図６】 この発明の実施の形態２に係るＮＣ装置にお
いて、高精度フェイスミル加工で高速なコーナ部連結方
法を自動選択するフローチャートを示す図である。

【図７】 従来例としての自動プログラミング機能を備
えたＮＣ装置の全体構成図である。

【図８】 従来例としてのＮＣ装置において表示手段１
３の形状描画領域に表示される加工プログラムの実行形
状として描画図で、往復加工としてのフェイスミル加工
の工具経路を示したものである。

【図９】 従来のＮＣ装置において自動プログラミング
機能を使用して作成されたフェイスミル加工の工具経路
の動作を示す図で、（ａ）は通常加工時の動作パター
ン、（ｂ）は高精度加工の指定がある場合の動作パター
ンを示すものである。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 制御ユニット、 ２ａ，２ｂ メインＣＰ
Ｕ、 ３ａ，３ｂ 演算素子、 ４ａ，４ｂ 対話形式
入力制御手段、 ５ａ，５ｂ 解析手段、 ６ａ，６ｂ
加工データ格納手段、 ７ａ，７ｂ 表示手段、 ８
ａ，８ｂ 入力手段、 １０ 制御ユニット、 １１
モーター制御手段、 １２ インターフェイス、 １３
表示手段、 １４ 入力手段、 ２１ メインＣＰ
Ｕ、 ２２演算素子、 ２３ 対話形式入力制御手段、
２４ 解析手段、 ２５ 加工データ格納手段、 ３
０ ワーク、 ３１ａ，３１ｂ 工具経路、 ３２ 工
具形状、 Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ １ブロック
の工具経路、 Ｃ１，Ｃ２，Ｄ１，Ｄ２ ブロックの継
ぎ目となるコーナ部、 Ｌ０，Ｌ１ 切削幅、 Ｆ速度
軸、 Ｔ 時間軸、 Ｔ１ 切削送り時定数（ｍｉ
ｎ）、 Ｆ０ 指令速度（ｍｍ／ｍｉｎ）、 Ｖ０ 最
適コーナ減速速度（ｍｍ／ｍｉｎ）、 ａ 加減速度
（傾き）（ｍｍ／ｍｉｎ＊ｍｉｎ）、 ΔＴ 通常加工
時における次ブロックの開始時間に対して高精度フェイ
スミル加工時における次ブロックの開始時間の遅れ（ｍ
ｉｎ）、 Ｔａ 高精度直線連結時の連結単位加工時
間、 Ｔｂ円弧連結時の連結単位加工時間、 ｎ１ ブ
ロックＡ１の指令が終わった時点、ｎ２ ブロックＡ１
の減速処理実行後最適コーナ減速速度Ｖ０になった時
点、ｎ３ ブロックＢ３の開始時点。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所望のワーク形状の図面寸法、加工速度
   などの入力項目を対話形式で画面に表示する表示手段
   と、この表示手段に表示する対話形式の入力項目を制御
   する対話形式入力制御手段と、前記表示手段に表示され
   た入力項目にデータ入力する入力手段と、この入力され
   た入力データを解析し、加工経路および加工時間等の加
   工データを作成する解析手段と、を有し、オペレータが
   前記表示手段の画面に表示される入力項目に対して対話
   形式でデータ入力することにより加工プログラムを作成
   する自動プログラミング機能を備えた数値制御装置にお
   いて、前記解析手段は、高精度往復加工におけるコーナ
   部連結方法として、直線ブロックと直線ブロックとでブ
   ロックをつなぐ直線連結の場合の加工時間と、直線ブロ
   ックと円弧ブロックとでブロックをつなぐ円弧連結の場
   合の加工時間と、を演算比較して、加工時間の短い方の
   コーナ部連結方法により加工経路を作成するようにした
   ことを特徴とする数値制御装置。
2. 【請求項２】 前記対話形式入力制御手段は、往復加工
   におけるコーナ部連結方法として、前記直線連結と、前
   記円弧連結と、前記直線連結および前記円弧連結の二つ
   の連結方法から加工時間の短い方を使用する高速選択
   と、から選択指定可能とし、前記解析手段は、高精度往
   復加工におけるコーナ部連結方法として高速選択が指定
   された場合には直線連結による加工時間と円弧連結によ
   る加工時間とを演算し、加工時間の短い連結方法を選択
   して加工経路を作成するようにしたことを特徴とする請
   求項１記載の数値制御装置。
3. 【請求項３】 所望のワーク形状の図面寸法、加工速度
   などの入力項目を対話形式で画面に表示する表示手段
   と、この表示手段に表示する対話形式の入力項目を制御
   する対話形式入力制御手段と、前記表示手段に表示され
   た入力項目にデータ入力する入力手段と、この入力され
   た入力データを解析し、加工経路および加工時間等の加
   工データを作成する解析手段と、を有し、オペレータが
   前記表示手段の画面に表示される入力項目に対して対話
   形式でデータ入力することにより加工プログラムを作成
   する自動プログラミング機能を備えた数値制御装置にお
   いて、前記対話形式入力制御手段は、高精度往復加工に
   おけるコーナ部連結方法として、直線ブロックと直線ブ
   ロックとでブロックをつなぐ直線連結と、直線ブロック
   と円弧ブロックとでブロックをつなぐ円弧連結と、前記
   直線連結および前記円弧連結の二つの連結方法の加工時
   間を演算させる高速選択と、から選択指定可能とし、前
   記解析手段は、往復加工におけるコーナ部連結方法とし
   て高速選択が指定された場合には直線連結による加工時
   間と円弧連結による加工時間とを演算し、前記表示手段
   に直線連結による加工時間と円弧連結による加工時間と
   を表示するようにしたことを特徴とする数値制御装置。
   値制御装置。